制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)干擾技術(shù)研究

周偉江，楊會(huì)軍

(1.中國(guó)人民解放軍92493部隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125000； 2.中國(guó)航天科工集團(tuán)8511研究所，江蘇 南京 210007)

制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)干擾技術(shù)研究

周偉江1，楊會(huì)軍2

(1.中國(guó)人民解放軍92493部隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125000； 2.中國(guó)航天科工集團(tuán)8511研究所，江蘇 南京 210007)

指令制導(dǎo)是提高制導(dǎo)彈藥命中和毀傷概率的關(guān)鍵。介紹了制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)技術(shù)及其抗干擾措施，對(duì)指令制導(dǎo)干擾技術(shù)進(jìn)行了分析，確定了主要干擾樣式。

制導(dǎo)彈藥；指令制導(dǎo)；電子干擾

0 引言

20世紀(jì)70年代末以來(lái)，火炮彈藥制導(dǎo)化技術(shù)使得火炮彈藥的精度得到了大幅提高，一種借助常規(guī)火炮平臺(tái)發(fā)射的制導(dǎo)彈藥便應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，為適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)要求，彈藥的信息化已成為武器裝備信息化的重要組成部分。精確制導(dǎo)彈藥為信息化彈藥[1-2]的主要體現(xiàn)形式，是指能夠獲取并利用攻擊目標(biāo)的位置、圖像信息，修正彈道，以準(zhǔn)確命中目標(biāo)的彈藥，包括制導(dǎo)炮彈、制導(dǎo)炸彈、制導(dǎo)地雷等。精確制導(dǎo)彈藥的發(fā)展大大提高了武器作戰(zhàn)效能。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)空軍使用占總投彈量3%的精確制導(dǎo)炸彈，對(duì)占總數(shù)40%的戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施攻擊，命中率超過(guò)80%。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美英聯(lián)軍對(duì)伊拉克的空襲幾乎全是使用精確制導(dǎo)彈藥。與海灣戰(zhàn)爭(zhēng)相比，使用的精確制導(dǎo)彈藥射程更遠(yuǎn)、精度更高、彈頭威力更大。目前，精確制導(dǎo)彈藥已經(jīng)發(fā)展到第三代，具備了“發(fā)射后不用管”的自主識(shí)別和攻擊目標(biāo)的能力。與普通彈藥相比，效費(fèi)比提高了30～40倍。

目前，英、意聯(lián)合研制了76mm艦用指令制導(dǎo)彈藥，法國(guó)也正為其緊湊型100mm艦炮研制指令制導(dǎo)彈藥，美國(guó)和德國(guó)也在研究30mm和40mm指令制導(dǎo)彈藥等。指令制導(dǎo)彈藥具有單次作戰(zhàn)成本低、全壽命周期費(fèi)用低、作戰(zhàn)反應(yīng)時(shí)間短、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，將來(lái)可能取代某些近程導(dǎo)彈成為中、近程火力防御的重要武器。指令制導(dǎo)技術(shù)是制導(dǎo)彈藥的主要制導(dǎo)方式之一，多用于艦炮武器。指令制導(dǎo)技術(shù)是提高制導(dǎo)彈藥命中和毀傷概率的關(guān)鍵技術(shù)。制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)系統(tǒng)干擾將導(dǎo)致制導(dǎo)中斷，大幅降低其作戰(zhàn)效能。本文以艦炮指令制導(dǎo)彈藥為例介紹了制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)技術(shù)，根據(jù)其特點(diǎn)，對(duì)指令制導(dǎo)干擾技術(shù)進(jìn)行了分析。

1 制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)技術(shù)

1.1 制導(dǎo)系統(tǒng)原理

指令制導(dǎo)技術(shù)多用于艦炮武器中段制導(dǎo)[3]，炮彈發(fā)射出膛后，由艦上的制導(dǎo)雷達(dá)和計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)得的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和彈丸的運(yùn)動(dòng)軌跡解算相遇點(diǎn)，然后，根據(jù)脫靶量參數(shù)向彈丸發(fā)出無(wú)線電控制指令，從而修正彈丸運(yùn)動(dòng)軌跡，使之接近目標(biāo)，以達(dá)到精確打擊敵方目標(biāo)的目的。

無(wú)線電指令制導(dǎo)[4]根據(jù)目標(biāo)坐標(biāo)的獲取方法不同，可分為兩類：一類是從地面制導(dǎo)站觀測(cè)目標(biāo)與導(dǎo)彈的指令系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱I型指令制導(dǎo)系統(tǒng)；另一類是從彈上觀測(cè)目標(biāo)的指令系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱II型指令制導(dǎo)系統(tǒng)(也稱為TVM制導(dǎo))。炮彈無(wú)線電指令制導(dǎo)主要采用I型指令制導(dǎo)，彈上制導(dǎo)控制設(shè)備簡(jiǎn)單，制導(dǎo)誤差隨射程增加而惡化，適用于中、近程制導(dǎo)彈藥。

炮彈指令制導(dǎo)是利用無(wú)線電傳輸指令的遙控制導(dǎo)，制導(dǎo)站由目標(biāo)跟蹤雷達(dá)、炮彈跟蹤雷達(dá)、解算裝置、指令發(fā)射天線組成，如圖1所示。控制指令由彈外制導(dǎo)站產(chǎn)生，通過(guò)指令傳輸通道傳輸?shù)脚趶椛?，控制彈丸飛向目標(biāo)。指令制導(dǎo)系統(tǒng)工作過(guò)程如下：目標(biāo)跟蹤雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，提取目標(biāo)的距離、速度、方位角和俯仰角等信息，并將目標(biāo)諸元輸入制導(dǎo)計(jì)算機(jī)。炮彈發(fā)射后，炮彈跟蹤雷達(dá)把炮彈的距離、速度、方位角和俯仰角等信息也輸入制導(dǎo)計(jì)算機(jī)。制導(dǎo)計(jì)算機(jī)根據(jù)目標(biāo)和導(dǎo)彈的信息進(jìn)行控制指令的解算，之后將航向控制信號(hào)和俯仰控制信號(hào)等制導(dǎo)指令通過(guò)指令發(fā)送設(shè)備傳遞到彈上，彈上接收機(jī)將指令轉(zhuǎn)換成控制炮彈的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作產(chǎn)生控制力和力矩，糾正炮彈的飛行誤差，直至命中目標(biāo)。這種制導(dǎo)方式的跟蹤探測(cè)系統(tǒng)主要是雷達(dá)，其優(yōu)點(diǎn)是作用距離遠(yuǎn)、制導(dǎo)精度高，但艦上的控制和計(jì)算設(shè)備復(fù)雜，不利于艦艇本身的電磁隱蔽，易受電子干擾和反輻射導(dǎo)彈的攻擊。

1.2 制導(dǎo)指令線抗干擾措施

制導(dǎo)指令線采取的主要抗干擾措施如下：

1)增加發(fā)送信號(hào)的能量。采取積累體制、增大信號(hào)碼元寬度、提高發(fā)射功率和天線增益等方式提高信噪比。

2)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。將信號(hào)擴(kuò)展到很寬的頻帶上，在接收端對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，使其恢復(fù)成窄帶信號(hào)。對(duì)干擾信號(hào)而言，由于與擴(kuò)頻信號(hào)不相關(guān)，其被擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上，使進(jìn)入信號(hào)通頻帶內(nèi)的干擾功率大大降低，提高了相關(guān)器輸出的信干比。

3)采用信道編碼。在發(fā)送端的信號(hào)碼元序列中，以某種確定的編碼規(guī)則加入監(jiān)督碼元，使它們滿足一定的約束關(guān)系，并在接收端按照這種確定的規(guī)則進(jìn)行檢查識(shí)別，從而發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤，提高指令線傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4)采用猝發(fā)通信。在通信時(shí)間上有很大的隨機(jī)性，在非常短的時(shí)間內(nèi)將要發(fā)送的信號(hào)發(fā)送出去，其他時(shí)間內(nèi)處于靜默狀態(tài)，使干擾機(jī)很難捕捉到這種猝發(fā)信號(hào)。

2 制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)干擾技術(shù)

在制導(dǎo)過(guò)程中，雷達(dá)探測(cè)裝置要不斷地獲取目標(biāo)和彈丸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，并將制導(dǎo)指令傳輸給目標(biāo)彈丸。因此，可以對(duì)指令制導(dǎo)系統(tǒng)的雷達(dá)探測(cè)裝置、導(dǎo)引指令接收裝置進(jìn)行干擾，使彈丸的指令制導(dǎo)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)干擾系統(tǒng)如圖2所示。對(duì)制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)系統(tǒng)的主要干擾方式有遠(yuǎn)距離支援干擾(SOJ)、隨隊(duì)干擾(ESJ)[5-6]。遠(yuǎn)距離支援干擾是指電子干擾飛機(jī)遠(yuǎn)離指令制導(dǎo)系統(tǒng)，在對(duì)方防區(qū)外部署，以一定航線在一定區(qū)域內(nèi)盤旋，通過(guò)輻射強(qiáng)干擾信號(hào)對(duì)戰(zhàn)區(qū)電子探測(cè)設(shè)備和通信系統(tǒng)進(jìn)行干擾壓制，掩護(hù)己方參戰(zhàn)飛機(jī)突防；隨隊(duì)干擾是指電子干擾飛機(jī)隨突防機(jī)群一起飛行，通過(guò)對(duì)敵方電子探測(cè)設(shè)備和通信系統(tǒng)實(shí)施干擾達(dá)到掩護(hù)己方突防機(jī)群的目的。

由制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)的原理可知，其系統(tǒng)包括彈目自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、指令控制系統(tǒng)。因此指令制導(dǎo)干擾可以分為：1)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的干擾；2)對(duì)指令控制系統(tǒng)的干擾。

2.1 對(duì)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的干擾

對(duì)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的干擾就是干擾敵方跟蹤雷達(dá)，包括壓制干擾和欺騙干擾。壓制干擾通過(guò)雜波、雜亂脈沖等壓制或掩蓋真實(shí)目標(biāo)回波，使跟蹤雷達(dá)無(wú)法獲取彈目信息。欺騙干擾通過(guò)對(duì)距離跟蹤、角度跟蹤和速度跟蹤系統(tǒng)實(shí)施干擾，使雷達(dá)不能正確地檢測(cè)真正的目標(biāo)或者不能正確地測(cè)量真目標(biāo)參數(shù)信息，從而達(dá)到迷惑和擾亂真目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤能力的目的。

1)噪聲壓制干擾

噪聲壓制干擾是指利用直接放大發(fā)射的射頻噪聲或調(diào)制于載波的調(diào)頻或調(diào)幅噪聲，采用寬帶噪聲干擾信號(hào)或瞄準(zhǔn)式噪聲干擾信號(hào)遮蓋和抑制有用信號(hào)的一種干擾方式，提高雷達(dá)接收機(jī)的噪聲電平(或使雷達(dá)接收機(jī)飽和)。噪聲壓制干擾功率譜呈正態(tài)型，可實(shí)現(xiàn)寬帶到窄帶的壓制干擾。

2)雜亂脈沖干擾

雜亂脈沖干擾是一種不規(guī)則的脈沖信號(hào)，其間隔和脈沖寬度都隨機(jī)變化。當(dāng)其十分密集，以至于平均間隔小于接收機(jī)的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間時(shí)，雷達(dá)中放將輸出這些隨機(jī)脈沖響應(yīng)的疊加，其概率分布接近于高斯分布，與噪聲調(diào)頻干擾具有相似的干擾效果。

3)相干壓制干擾

相干壓制干擾具有很好的相干性，可獲得雷達(dá)的相干處理增益，降低干擾功率要求，對(duì)脈內(nèi)/脈間相干性很高的跟蹤雷達(dá)能產(chǎn)生較好的干擾效果。

4)密集假目標(biāo)干擾

利用假目標(biāo)信息作用于雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，使雷達(dá)不能正確地檢測(cè)出真目標(biāo)，或者不能正確地測(cè)量出真目標(biāo)參數(shù)信息，從而達(dá)到迷惑和擾亂雷達(dá)對(duì)真目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤的目的。

5)假目標(biāo)欺騙干擾[7]

不同體制雷達(dá)獲取目標(biāo)距離、角度、速度信息的原理不同，而其發(fā)射信號(hào)調(diào)制樣式與其對(duì)目標(biāo)信息的檢測(cè)原理密切相關(guān)。因此，假目標(biāo)欺騙干擾應(yīng)根據(jù)雷達(dá)獲取目標(biāo)距離、角度和速度等信息的原理和雷達(dá)發(fā)射信號(hào)調(diào)制中的一些關(guān)鍵參數(shù)，設(shè)計(jì)干擾調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)。

2.2 對(duì)指令控制系統(tǒng)的干擾

指令控制系統(tǒng)是接收指令和執(zhí)行指令的關(guān)鍵設(shè)備。壓制干擾能使編碼信號(hào)產(chǎn)生混亂，從而使導(dǎo)彈失去控制作用。欺騙干擾可根據(jù)其編碼原理，發(fā)出錯(cuò)誤指令，讓接收設(shè)備接收，從而導(dǎo)致了錯(cuò)誤的引導(dǎo)，影響指令系統(tǒng)正常的通信聯(lián)系，甚至造成通信中斷。指令控制系統(tǒng)為了提高抗干擾能力多采用跳頻/擴(kuò)頻等抗干擾技術(shù)，因此應(yīng)重點(diǎn)研究跳頻/擴(kuò)頻通信干擾技術(shù)。

1)跳頻跟蹤干擾

跳頻跟蹤干擾是在頻域和時(shí)域上對(duì)跳頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、處理、引導(dǎo)，并進(jìn)行連續(xù)搜索干擾的一種方式。跳頻跟蹤干擾要求干擾信號(hào)快速跟蹤跳頻信號(hào)的頻率變化，以保證大部分干擾功率能夠進(jìn)入目標(biāo)信道。為了保證干擾有效，跟蹤速度必須足夠快。一般來(lái)說(shuō)，干擾信號(hào)在一個(gè)載頻上的干擾時(shí)間不少于信號(hào)駐留時(shí)間的一半時(shí)干擾才有效。

2)直擴(kuò)引導(dǎo)干擾[5]

對(duì)直擴(kuò)通信干擾引導(dǎo)的關(guān)鍵是要先全面掌握直擴(kuò)信號(hào)的特征，包括載頻、偽隨機(jī)序列碼的碼型、長(zhǎng)度(位數(shù))、速率和傳輸帶寬等技術(shù)參數(shù)，然后用這些技術(shù)特征參數(shù)來(lái)調(diào)制干擾信號(hào)，使得進(jìn)入接收設(shè)備的干擾信號(hào)與通信信號(hào)的載頻重合、波形一樣、頻譜寬度吻合、偽隨機(jī)序列碼的碼型和速率相同，接收設(shè)備的窄帶濾波器和解擴(kuò)器就無(wú)法抑制干擾信號(hào)。這時(shí)，干擾功率僅需與信號(hào)功率相當(dāng)即可實(shí)現(xiàn)有效干擾。

在實(shí)際干擾時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)直擴(kuò)信號(hào)的檢測(cè)和載頻估計(jì)，只要掌握部分信號(hào)特征就可以引導(dǎo)干擾機(jī)對(duì)直擴(kuò)通信進(jìn)行攔阻干擾。例如，當(dāng)知道直擴(kuò)通信采用的偽隨機(jī)序列發(fā)生器時(shí)，可以用該發(fā)生器的偽碼序列調(diào)制干擾，估計(jì)通信信號(hào)載頻、碼率和帶寬，偽隨機(jī)碼序列的相關(guān)性越大，干擾效果越好；若僅掌握直擴(kuò)信號(hào)的載頻，可實(shí)施窄帶攔阻干擾，也可取得一定的效果；當(dāng)對(duì)直擴(kuò)信號(hào)的技術(shù)參數(shù)一無(wú)所知時(shí)，可采用均勻頻譜的寬帶攔阻干擾，只要干擾帶寬覆蓋信號(hào)帶寬就可以了，但此時(shí)所需干擾功率較大。不過(guò)采用梳狀譜攔阻干擾，可在保證干擾效果的情況下適當(dāng)降低干擾功率。

3)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾

轉(zhuǎn)發(fā)式干擾是把目標(biāo)信號(hào)接收下來(lái)，經(jīng)過(guò)一定的延遲，再加上干擾調(diào)制之后發(fā)射出去，從而實(shí)現(xiàn)類似于相關(guān)干擾的引導(dǎo)。轉(zhuǎn)發(fā)式干擾需要解決收發(fā)同頻隔離技術(shù)問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

制導(dǎo)彈藥通過(guò)對(duì)常規(guī)制式彈藥進(jìn)行信息化改造，提高制式彈藥命中精度，對(duì)于攻擊中、近程目標(biāo)具有較高的效費(fèi)比。本文以艦炮制導(dǎo)彈藥的指令制導(dǎo)系統(tǒng)為對(duì)抗目標(biāo)，介紹了制導(dǎo)彈藥指令制導(dǎo)技術(shù)，將指令制導(dǎo)干擾技術(shù)分為自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)干擾、指令控制系統(tǒng)干擾，并給出了主要干擾樣式?！?/p>

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Research on command guidance jamming technology of guided ammunition

Zhou Weijiang1, Yang Huijun2

(1.Unit 92493 of PLA, Huludao 125000, Liaoning, China； 2. No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

Command guidance is the key to improve the hit and kill probability of guided ammunition. Command guidance technology and anti-interference measures of guided ammunition are introduced. Command guidance jamming technology is analyzed and the main jamming modes are determined.

guided ammunition; command guidance; electronic jamming

2016-11-30；2017-01-12修回。

周偉江(1985-)，男，工程師，主要從事靶標(biāo)技術(shù)研究。

TJ972

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